[發(fā)明專利]非易失存儲器件及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910169088.9
• 申請日: 2009-09-21
• 公開（公告）號: CN101677089A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧載潤;李熙烈
• 申請（專利權(quán)）人: 海力士半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L21/8247
• 分類號: H01L21/8247;H01L21/768;H01L21/265;H01L27/115;H01L23/528
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 顧晉偉;王春偉

相關(guān)申請

本申請要求分別于2008年9月19日提交、2008年12月24日提交和 2009年5月25日提交的韓國專利申請10-2008-0091987、10-2008-0133107 和10-2009-0045402的優(yōu)先權(quán)，通過引用將各公開的全部內(nèi)容并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容的實施方案通常涉及非易失性存儲器件及其制造方法，并 且更特別地涉及非易失性存儲器件的結(jié)區(qū)。

背景技術(shù)

在非易失性存儲器件中，用于存儲數(shù)據(jù)的存儲單元在相同的串內(nèi)部相 互串聯(lián)連接。存儲單元通過相同的串內(nèi)部的結(jié)區(qū)進(jìn)行電互連。

圖1是已知非易失性存儲器件的截面圖。

通過在其中形成有阱和結(jié)區(qū)10a和10b的半導(dǎo)體襯底10上形成大量柵 極線可形成圖1的非易失性存儲器件。例如，柵極線根據(jù)功能或結(jié)構(gòu)可分 為不同類型。在圖1中，顯示字線WL0～WL2和源極選擇線SSL作為實 例。

每個字線WL和源極選擇線SSL均可具有包括柵極絕緣層12、浮置 柵極14、介電層16、控制柵極18和硬掩模圖案20的堆疊結(jié)構(gòu)。此處，源 極選擇線SSL用于傳輸驅(qū)動電壓。因此，介電層接觸孔(ONC)在介電層 16中形成，由此將浮置柵極14和控制柵極18電連接。字線WL連接到存 儲單元的控制柵極，源極選擇線SSL連接到源極選擇晶體管的控制柵極。 為描述的方便，在字線WL0～WL2之間形成的結(jié)區(qū)稱為第一結(jié)區(qū)10a， 在源極選擇線SSL和第一字線WL0之間形成的結(jié)區(qū)稱為第二結(jié)區(qū)10b。

源極選擇線SSL使用的電壓高于在第一到第三字線WL0～WL2中使 用的電壓。因此，源極選擇線SSL和相鄰第一字線WL0之間的距離寬于 字線WL0～WL2之間的距離。然而，由于非易失存儲器件的集成度，所 以在增加源極選擇線SSL和相鄰第一字線WL0之間的距離上存在限制。 因此，字線WL0～WL2的第一字線WL0的電性能比其它的字線更容易劣 化。

例如，電子可隨著編程操作和擦除操作的重復(fù)而在柵極絕緣層(或隧 道絕緣層)中被俘獲。俘獲電子可引起存儲單元閾值電壓的升高。此外， 在柵極絕緣層(或隧道絕緣層)中具有較大量的俘獲電子的存儲單元比在 柵極絕緣層(或隧道絕緣層)中具有較小量的俘獲電子的存儲單元具有更 高的編程操作。因此，相應(yīng)非易失性存儲器件的閾值電壓的分布寬度可增 加。特別地，在第一字線WL0中，因為第一字線WL0和源極選擇線SSL 之間的距離寬，所以第二結(jié)區(qū)10b的長度長。因此，第二結(jié)區(qū)10b比字線 WL0～WL2之間的每個第一結(jié)區(qū)10a都具有更高的電容，這可改變閾電 壓的分布。這種電容差異對擦除操作有影響，以下將參考圖2進(jìn)行描述。

圖2是顯示已知非易失性存儲器件的勢能變化圖。

圖2的圖顯示當(dāng)實施非易失性存儲器件的擦除操作時，每個阱和結(jié)區(qū) 的勢能電壓的差異。將其中形成有P-阱的非易失性存儲器件的擦除操作作 為一個實例描述。在擦除期間，對P-阱施加擦除電壓(例如20V)。此處， 不但P-阱而且在源極選擇線SSL和第一字線WL0之間形成的第二結(jié)區(qū) 10b的勢能均增加，在字線WL0～WL2之間形成的第一結(jié)區(qū)10a的勢能 增加。在擦除期間之后的放電期間，對P-阱施加的擦除電壓的水平減小。 此處，在擦除期間和放電期間之間產(chǎn)生其中勢能變化的部分A。因為擦除 電壓或者放電電壓直接施加于P-阱，所以該變化的寬度窄。字線之間結(jié)區(qū) 中的變化的寬度稍微寬于在P-阱中的變化。

同時，源極選擇線SSL和第一字線WL0之間的第二結(jié)區(qū)10b的變化 的寬度比字線之間的結(jié)區(qū)的變化的寬度更寬，這是因為其受到第一字線 WL0的柵極絕緣層12中俘獲的電子的直接影響。如果第二結(jié)區(qū)10b的反 應(yīng)速度比其它的結(jié)區(qū)慢，那么因為可能產(chǎn)生漏電流，所以可產(chǎn)生許多電子。 特別地，如果P-阱在第二結(jié)區(qū)10b之前放電并因此變?yōu)?V，那么第一字 線WL0的擦除的浮置柵極14變?yōu)檎妱轄顟B(tài)。此處，由于第二結(jié)區(qū)10b 中產(chǎn)生的電子可進(jìn)入第一字線WL0的浮置柵極14，所以非易失性存儲器 件的循環(huán)特征可劣化。